大家好，我是lqw，今天为大家分享一篇近日发表在ACSNano上的文章：CapturingMagnesiumIonsviaMicrofluidicHydrogelMicrospheresforPromotingCancellousBoneRegeneration.该文的通讯作者是上海交通大学的崔文国教授和同济大学医学院附属十院的蔡明主任医师。
金属离子是人体内重要的微量元素，能直接影响人体的新陈代谢和受损组织的再生。镁离子则能维持体内的骨强度和骨形成能力，在骨骼生长发育中，镁离子通过激活成骨细胞分化和粘附，增强人骨源细胞的粘附来促进骨愈合，因此常常用于与骨修复材料结合使用。但是，目前所用的镁骨组织工程生物材料大多通过被动的方式与金属镁混合，释放速度过快，容易破坏周围组织钙依赖等生理过程，或者设计出的递送系统不具有骨靶向特性。本文中研究者受磁铁吸引金属的自然现象的启发，利用微流控技术构建出一种可捕获镁离子水凝胶微球（GelMA-BP-Mg，甲基丙烯腈酰化明胶-双磷酸盐-镁离子），其具有主动捕获镁离子、微创注射性、持续缓释特性和骨靶向能力，从而增强其激活成骨细胞和内皮细胞以及抑制破骨细胞的能力，实现松质骨的重建。
Scheme1.微控流水凝胶微球制备及体内注射应用模式图
首先，BP是捕获镁离子的理想工具，通过席夫碱反应和醛活化反应枝接到GelMA骨架上，采用微流控方法制备出高度单分散的光交联GelMA-BP微球，然后通过金属离子配位构建出GelMA-BP-Mg微球，并验证复合微球的理化性质。
Fig1.复合微球的理化表征
之后，通过体外细胞实验来验证复合微球的特性，包括细胞生物相容性、镁离子捕获和控释、细胞增殖潜能以及血管形成和骨形成的能力。结果表示，GelMA-BP-Mg具有良好的生物相容性，而且由于BP具有骨靶向和抑制破骨细胞活性，键合之后该活性仍然保留，且同时具有促成骨细胞活性。
Fig2.复合微球的生物相容性表征
Fig3.复合微球作用后成骨基因表达情况
最后，研究者通过对骨质疏松性骨缺损大鼠模型进行显微CT和组织切片染色等综合评价，验证复合微球促进松质骨再生的能力。结果表明GelMA-BP-Mg微球在体内仍可有效捕获镁离子与GelMA和GelMA-BP相比，具有更优异的成骨作用。
Fig4.复合微球的体内促进骨再生活性
总之，本文研究者构建了具有“磁铁”功能的微流控GelMA-BP-Mg微球，具有微创可注射性、持续缓释性、骨靶向和激活成骨细胞并抑制破骨细胞的能力。这种能够主动捕获金属离子的复合微球，对临床骨质疏松性骨缺损修复有一定借鉴意义。
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